KR20170064050A - 마찰요소 학습제어 보상치를 활용한 자동변속기 라인압 저감 제어 보상 방법 및 변속기 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 자동변속기 라인압 저감제어보상방법은 변속단의 인기어 담당용 제1,2 클러치에 대한 최소목표라인압력이 산출되고, 제1,2 클러치의 내구진행에 따른 학습량으로 제1,2 요구목표라인압력이 산출되며, 제1 요구목표라인압력과 제2 요구목표라인압력 중 최대값이 최종목표라인압력으로 선택되어 제1,2 클러치의 라인 압 저감제어가 컨트롤러(10)로 수행됨으로써 최소라인압력에 의한 최소토크마진으로 오일펌프 구동부하가 최대로 감소되고, 오일펌프 구동부하 감소를 통한 연비 향상도 이루어지는 특징이 구현된다.

Description

마찰요소 학습제어 보상치를 활용한 자동변속기 라인압 저감 제어 보상 방법 및 변속기 시스템{Compensation Method of Decreasing Line Pressure Control of Automatic Transmission using Running Control Compensation Value of Friction Element and Transmission System thereof}

본 발명은 자동변속기 라인압 저감 제어 보상에 관한 것으로, 특히 마찰요소 학습제어 보상치를 활용한 자동변속기 라인압 저감 제어 보상 방법 및 변속기 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동변속기는 솔레노이드 밸브와 함께 다수 밸브가 포함된 유압시스템을 구비함으로써 오일펌프로부터 공급되는 유압을 솔레노이드 밸브의 듀티 제어에 따라 마찰요소와 함께 변속기어 메커니즘의 여러 작동요소를 선택적으로 작동시켜 변속을 수행한다.

특히, 자동변속기는 엔진 입력토크에 비례하는 최소의 라인압력만 확보되도록 레귤레이팅 PCV(Pressure Control Valve)의 한쪽 끝단에 N/H(Normally High) 비례제어 솔레노이드밸브로 제어압 공급하여 라인압력 저감 수행함으로써 변속기 전달 효율을 저하시키는 오일펌프 구동 부하를 감소시킨다.

이러한 라인압력 저감은 라인압 저감 제어로 구현되며, 상기 라인압 저감 제어는 오일펌프의 펌핑유량은 변경 없이 솔레노이드밸브를 제어하여 유량을 누설시킴으로써 라인압력을 낮추며, 이 경우 레귤레이팅 PCV의 작동을 이용함으로써 빠른 제어가 가능하다.

국내특허공개공보 10-2008-0096902(2008년11월04일)

하지만, 라인압 저감 제어는 변속기 내구 진행을 반영한 각종 학습제어 보상치가 적용된 토크 마진을 충분히 반영하여야 하고, 충분한 토크 마진 확보는 차량 측면에서 불필요한 부하로 작용할 수밖에 없다.

이러한 이유는 학습제어가 변속기의 하드웨어(H/W)의 마모, 리크 증가, 엔드 플레이(end play)증가(기계장치에 있어서 개개의 구성요소 간의 자유롭게 움직이는 틈새(여유 간격)중 축방향 틈새나 말단이 헐거워지는 현상), 누설 유량 증가 등과 같은 변속기 내구진행을 보상하도록 학습되고, 변속기의 내구 진행정도에 따라 커지는 학습량으로 학습제어 보상치가 커짐으로써 동일한 엔진토크를 담당하기 위해 요구되는 솔레노이드 밸브 제어입력이 상승되고, 그 결과 각각의 조건별 라인압 저감제어를 위해 확보하여야 하는 토크 마진이 감소됨에 기인된다.

이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 변속기 내구 진행에 따른 마찰요소별 학습량이 반영된 최소 라인압력으로 항상 최소의 토크 마진을 가짐으로써 오일펌프 구동부하를 최대로 감소시키고, 오일펌프 구동부하 감소를 통한 연비 향상도 이루어지는 마찰요소 학습제어 보상치를 활용한 자동변속기 라인압 저감 제어 보상 방법 및 변속기 시스템의 제공에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동변속기 라인압 저감 제어 보상 방법은 (A) 변속단의 마찰요소가 검출되고, 상기 마찰요소의 최소목표라인압력이 컨트롤러에 의해 산출되는 단계; (B) 상기 마찰요소의 내구진행에 따른 학습량을 각각 고려하여 상기 최소목표라인압력이 요구목표라인압력으로 컨트롤러에 의해 산출되는 단계; (C) 상기 마찰요소의 상기 요구목표라인압력을 최종목표라인압력으로 선택하고, 상기 마찰요소의 라인 압 저감제어가 컨트롤러에 의해 수행되는 단계; 가 포함된 것을 특징으로 하는 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 최소목표라인압력은 설정목표라인압력에 최소라인압력마진을 더하여 산출되고, 상기 설정목표라인압력은 목표라인압력 맵에서 추출된다.

바람직한 실시예로서, 상기 요구목표라인압력은 상기 최소목표라인압력에 상기 학습량을 더하여 산출된다. 상기 학습량은 하드웨어의 마모, 리크 증가, 엔드 플레이(end play)증가, 누설유량증가를 포함한 변속기의 내구 진행에 따른 학습제어보상치이다.

그리고, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 변속기 시스템은 변속단의 인기어 담당용 제1,2 마찰요소에 대한 최소목표라인압력이 산출되고, 제1,2 마찰요소의 내구진행에 따른 학습량으로 제1,2 요구목표라인압력이 산출되며, 제1 요구목표라인압력과 제2 요구목표라인압력 중 최대값이 최종목표라인압력으로 선택되어 제1,2 마찰요소의 라인 압 저감제어를 수행하는 컨트롤러;가 포함된 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 컨트롤러는 TCU(Transmission Control Unit)나 엔진 ECU(electronic control unit)이고, 상기 TCU는 변속기 내구 진전에 따른 라인압 저감 제어 시 토크 용량 마진의 축소가 발생하지 않도록 학습치에 따른 보상 맵으로 구축된 목표라인압력 맵을 포함한다.

이러한 본 발명의 자동변속기는 변속기 내구 진행에 따른 마찰요소중 클러치별 학습량을 반영한 라인압 저감 제어 보상이 이루어짐으로써 동일한 엔진토크를 담당하기 위해 요구되는 솔레노이드 밸브 제어입력이 상승되는 조건에서도 항상 최소의 마진을 가질 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 자동변속기는 변속기 내구 진행에 따른 라인압 저감 제어 보상이 오일펌프 구동부하를 최대로 감소시킴으로써 차량 연비 향상에 크게 기여되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 마찰요소 학습제어 보상치를 활용한 자동변속기 라인압 저감 제어 보상 방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자동변속기 라인압 저감 제어 보상을 구현하는 변속기 시스템의 블록 구성도이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 마찰요소 학습제어 보상치를 활용한 자동변속기 라인압 저감 제어 보상 방법의 순서도를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 자동변속기 라인압 저감 제어 보상 방법은 설정목표라인압력에 최소라인압력마진을 더한 최소목표라인압력을 구하고, 최소목표라인압력에 학습량을 더한 요구목표라인압력을 구한 다음 복수의 요구목표라인압력중 최대값인 최종목표라인압력으로 적용함으로써 정속단별 인기어 유지용 담당 마찰요소의 라인압 제어가 최소라인압력으로 수행된다. 그 결과, 변속기 내구 진전에 따른 라인압 저감 제어 시 토크 용량 마진의 축소가 발생하지 않고, 이를 통하여 주어진 조건하에서 라인압 저감 제어 시 항상 최상의 연비저감 효과를 얻을 수 있다.

이하, 마찰요소 학습제어 보상치를 활용한 자동변속기 라인압 저감 제어 보상 방법의 실시예를 도 2를 참조로 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 제어는 TCU(10-1) 또는 TCU(10-1)와 엔진 ECU(10-2)의 협조 제어로 수행된다. 또한, 마찰요소는 클러치와 브레이크이고, 라인압력은 클러치 라인 압력을 의미한다.

도 2는 본 발명에 따른 변속기 시스템의 블록 구성으로, 변속기 시스템(1)은 목표라인압력 맵(20)과 연계된 컨트롤러(10)를 포함하고, 상기 컨트롤러(10)는 시프트레버(40)의 변속조작에 따라 자동변속기(30)를 제어하는 TCU(Transmission Control Unit)(10-1)와 엔진(50)을 제어하는 엔진 ECU(electronic control unit)(10-2)로 구분되며, 차량의 엔진 온 시 엔진의 출력과 토크, 현재의 변속단에 대한 정보, 변속기 오일의 온도, 스로틀 개도 및 파워 트레인 작동 요소인 클러치의 슬립율 등을 검출한다.

그러므로, 상기 엔진 ECU(10-2), 상기 자동변속기(30), 상기 엔진(50)은 일반적인 엔진 ECU, 변속기, 엔진과 동일하다. 다만, 상기 목표라인압력 맵(20)은 내구 진전에 따른 라인압 저감 제어 시 토크 용량 마진의 축소가 발생하지 않도록 학습치에 따른 보상 맵으로 구축되어 상기 TCU(10-1)와 연계됨으로써 상기 TCU(10-1)는 듀티 맵에 의한 변속기 제어를 구현하는 일반적인 TCU에 더해 마찰요소 학습제어 보상치를 활용한 자동변속기 라인압 저감 제어 보상 로직을 구현하는 차이가 있다.

이하, 라인압 제어는 TCU(10-1)에 의한 정속단(static shift)중 3단 #1, #2 클러치 라인압제어로 설명된다.

S10은 엔진 시동 온(ON)에 따른 차량 상태 검출이 이루어지는 단계이다. 이 단계에서 TCU(10-1)와 엔진 ECU(10-2)는 엔진의 출력과 토크, 현재의 변속단에 대한 정보, 변속기 오일의 온도, 스로틀 개도 및 파워 트레인 작동 요소인 클러치의 슬립율 등을 검출한다.

S20은 변속조작의 검출이 이루어지는 단계이다. 이 단계에서 TCU(10-1)는 시프트 레버(40)의 조작신호나 인히비트 스위치 신호로 3단 변속을 인식한다.

S30 및 S40은 3단의 인기어 담당 #1, #2 클러치별 목표 라인압력 맵 작성이 이루어지는 단계이다. 이 단계에서 TCU(10-1)는 S30과 같이 3단 #1, #2 클러치의 목표라인압력 맵(20)을 추출하고, S40과 같이 3단 #1, #2 클러치의 최소라인압력 마진으로 최소목표라인압력을 계산한다. 일례로, 상기 TCU(10-1)는 최소목표라인압력 = 설정목표라인압력 + 최소라인압력마진의 관계식을 적용한다. 여기서, 상기 설정 목표 라인압력 및 상기 최소라인압력 마진은 2D 듀티 맵과 같이 기 설정된 값이다.

S50은 3단 #1, #2 클러치별 학습치 반영이 이루어지는 단계이다. 이 단계에서 TCU(10-1)는 3단 #1, #2 클러치의 학습치로 요구목표라인압력을 계산한다. 일례로, 상기 TCU(10-1)는 요구목표라인압력 = 최소목표라인압력 + 학습량의 관계식을 적용한다. 여기서, 상기 최소목표라인압력은 2D 듀티 맵과 같이 기 설정된 값이다. 또한, 상기 학습량은 TCU(10-1)가 H/W의 마모, 리크 증가, end play 증가, 누설유량 증가 등의 보상을 위한 학습제어로 획득된 변속기의 내구 진행에 따른 학습제어 보상치이다.

S60 및 S70은 3단 #1, #2 클러치별 최종 목표 라인압력 맵 작성이 이루어지는 단계이다. 이 단계에서 TCU(10-1)는 S60과 같이 3단 #1, #2 클러치에 대해 #1요구목표라인압력 = 목표라인압력 + 학습량, #2요구목표라인압력 = 목표라인압력 + 학습량의 관계식을 적용한다. 이어, TCU(10-1)는 S70과 같이 3단 #1요구목표라인압력과 #2요구목표라인압력 중 최대값을 선택하여 최종목표라인압력으로 한다. 일례로, 상기 TCU(10-1)는 최종목표라인압력 = MAX{#1요구목표라인압력, #2요구목표라인압력}의 관계식을 적용한다. 여기서, 상기 MAX는 #1요구목표라인압력과 #2요구목표라인압력중 최대값을 선택함을 의미한다.

S80은 3단 #1, #2 클러치의 라인압 저감 제어가 이루어는 단계이다. 이 단계에서 TCU(10-1)에 의한 3단 #1, #2 클러치의 라인압 저감제어는 최소라인압력으로 수행됨으로써 라인압 저감 제어 시 토크 용량 마진의 축소가 발생하지 않고, 이를 통하여 주어진 조건하에서 라인압 저감 제어 시 항상 최상의 연비저감 효과를 얻게 된다.

S90은 3단에서 다른 변속단으로 변경되는지를 TCU(10-1)가 검출하여 변속단 변경 시 S30으로 복귀됨으로써 라인압 저감 제어가 최소 라인압으로 이루어지도록 반복되는 단계이다.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 자동변속기 라인압 저감제어보상방법은 변속단의 인기어 담당용 제1,2 클러치에 대한 최소목표라인압력이 산출되고, 제1,2 클러치의 내구진행에 따른 학습량으로 제1,2 요구목표라인압력이 산출되며, 제1 요구목표라인압력과 제2 요구목표라인압력 중 최대값이 최종목표라인압력으로 선택되어 제1,2 클러치의 라인 압 저감제어가 컨트롤러(10)로 수행됨으로써 최소라인압력에 의한 최소토크마진으로 오일펌프 구동부하가 최대로 감소되고, 오일펌프 구동부하 감소를 통한 연비 향상도 이루어진다.

1 : 변속기 시스템 10 : 컨트롤러
10-1 : TCU(Transmission Control Unit)
10-2 : 엔진 ECU(electronic control unit)
20 : 목표라인압력 맵 30 : 자동변속기
40 : 시프트 레버 50 : 엔진

Claims (11)

1. (A) 변속단의 마찰요소가 검출되고, 상기 마찰요소의 최소목표라인압력이 컨트롤러에 의해 산출되는 단계;
   (B) 상기 마찰요소의 내구진행에 따른 학습량을 각각 고려하여 상기 최소목표라인압력이 요구목표라인압력으로 컨트롤러에 의해 산출되는 단계;
   (C) 상기 마찰요소의 상기 요구목표라인압력을 최종목표라인압력으로 선택하고, 상기 마찰요소의 라인 압 저감제어가 컨트롤러에 의해 수행되는 단계;
   가 포함된 것을 특징으로 하는 마찰요소 학습제어 보상치를 활용한 자동변속기 라인압 저감 제어 보상 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 최소목표라인압력은 설정목표라인압력에 최소라인압력마진을 더하여 산출되는 것을 특징으로 하는 마찰요소 학습제어 보상치를 활용한 자동변속기 라인압 저감 제어 보상 방법.
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 설정목표라인압력은 목표라인압력 맵에서 추출되는 것을 특징으로 하는 마찰요소 학습제어 보상치를 활용한 자동변속기 라인압 저감 제어 보상 방법.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 요구목표라인압력은 상기 최소목표라인압력에 상기 학습량을 더하여 산출되는 것을 특징으로 하는 마찰요소 학습제어 보상치를 활용한 자동변속기 라인압 저감 제어 보상 방법.
   
5. 청구항 4에 있어서, 상기 학습량은 하드웨어의 마모, 리크 증가, 엔드 플레이(end play)증가, 누설유량증가를 포함한 변속기의 내구 진행에 따른 학습제어보상치인 것을 특징으로 하는 마찰요소 학습제어 보상치를 활용한 자동변속기 라인압 저감 제어 보상 방법.
   
6. 청구항 1에 있어서, 상기 마찰요소는 인기어 담당용 제1,2 마찰요소인 것을 특징으로 하는 마찰요소 학습제어 보상치를 활용한 자동변속기 라인압 저감 제어 보상 방법.
   
7. 청구항 6에 있어서, 상기 제1 마찰요소와 상기 제2 마찰요소는 상기 요구목표라인압력을 각각 산출하여 제1 요구목표라인압력과 제2 요구목표라인압력으로 정의되고, 상기 제1 요구목표라인압력과 상기 제2 요구목표라인압력 중 최대값이 상기 최종목표라인압력으로 선택되는 것을 특징으로 하는 마찰요소 학습제어 보상치를 활용한 자동변속기 라인압 저감 제어 보상 방법.
   
8. 청구항 7에 있어서, 상기 제1 마찰요소와 상기 제2 마찰요소는 클러치인 것을 특징으로 하는 마찰요소 학습제어 보상치를 활용한 자동변속기 라인압 저감 제어 보상 방법.
   
9. 청구항 7에 있어서, 상기 컨트롤러는 TCU(Transmission Control Unit)나 엔진 ECU(electronic control unit)인 것을 특징으로 하는 마찰요소 학습제어 보상치를 활용한 자동변속기 라인압 저감 제어 보상 방법.
   
10. 청구항 9에 있어서, 상기 TCU는 상기 목표라인압력 맵을 포함하고, 상기 목표라인압력 맵은 변속기 내구 진전에 따른 라인압 저감 제어 시 토크 용량 마진의 축소가 발생하지 않도록 학습치에 따른 보상 맵으로 구축된 것을 특징으로 하는 마찰요소 학습제어 보상치를 활용한 자동변속기 라인압 저감 제어 보상 방법.
    
    
11. 청구항 1 내지 청구항10중 어느 한 항에 의한 마찰요소 학습제어 보상치를 활용한 자동변속기 라인압 저감 제어 보상 방법으로 제어되는 것을 특징으로 하는 변속기 시스템.

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